光是粒子还是波?

时间：2022-02-24作者：深圳市浩大协生元健康产业有限公司浏览：407

严格来说，光(子)既不是(经典)粒子，也不是(经典)波。

只是在某些情况下(经典意义上)颗粒的某些特性，

在其他情况下，它表现出波的特征（经典）。

1.粒子和波动

我一直强调，当我们使用一个概念时，我们应该明确这个概念的定义

概念定义/意义的不明确是很多人(尤其是非专业人士)无法正确理解物理理论甚至民科化的重要原因。

比如说到波动性，你会怎么想？

是不是......




波动性？如图所示？

提到粒子性呢？

粒子性？点状物体？

波粒二象性呢？

波动性与粒子性的**结合？

事实上，这些都是对波动性和粒子性的直观感觉，并不严格，

以下是节选自曾谨言先生写的**力学I》

仔细分析实验可以看出，电子呈现的粒子只是经典粒子概念中的原子或粒子，即具有一定质量和电荷属性的对象总是出现在自然界中，但与粒子有确切轨道的概念没有必然的联系。电子的波动只是波动中较重要的东西——波的相关叠加，不一定与实际物理量空间分布的波动有关。

（P.S. 对波动性和粒子性的清晰解读，至少在中文教材中，我只看到曾老师的书)

划重点：

粒子表示一种粒子，但不一定与确切轨道有关；波动是指波的相关叠加，具体表现为实验中的干扰条纹，与水波的扩散或往复运动等概念无关。2、光波粒的二象性

那为什么光有波粒二象性呢？

归根结底，对物体性质的判断来自实验，

双缝干涉干涉实验：

实验结果显示：

(来源[1]

从光子双缝干涉实验结果(上图)中至少可以看出光子的两种性质:

当光子击中显示屏时，它以点的形式出现；当显示屏上积累大量点时，这些点呈现出非常明显的条纹结构。

从上一节的内容可以看出，实验结果清楚地显示了光子的粒子性和波动性，这通常被称为波粒二象性。

此时再看题主的问题：

那么光本质又是一种什么?波还是粒子?

因此，答案是：

光（子）既不是（经典）颗粒，也不是（经典）波。光子是光子，是一种客观的颗粒（注意，这里的颗粒不是经典的颗粒），有时显示颗粒（例如，出现在显示屏上），有时显示波动（例如通过双缝）。

就像一个圆柱体，你看到的图形（圆、矩形或不规则的形状）与你看到的角度有关，但圆柱体是圆柱体，而不是圆和矩形的结合。因此，光子与其说是波粒二像，不如说是波粒二不像。

为了很好地理解这一点，我们必须放弃经典理论中的粒子和波，并通过实验结果来理解光子（任何微粒）的特性。当然，如何描述光子/微粒的行为并不是这个答案的重点，但简单地说，到目前为止，人们对微粒有很好的理解，并发展和改进相关理论（**力学、**场论等）。

3.观察改变状态，意识影响物质？

很多人会提到，在光子双缝干涉实验中，当你想观察光子路径时，干涉条纹消失了

也就是说，光子知道你在观察它，然后就只表现出粒子性。

这是否意味着人的意识可以改变客观物质的行为？

这是对微观实验的误解。许多人认为微观实验中的观察是指以下行为：

认为实验中的观察是人用眼睛看的

在这方面，我想说的是，当我暂时闭上眼睛时，世界就不存在了！再睁开眼睛，我创造了整个世界！

事实上，这里所说的观察就是用实验仪器来探测微粒，这样的实验仪器往往是这样的：

大型强子对撞机LHC中的粒子探测器

双缝实验中的显示屏是广义上的探测器。

观测粒子或探测粒子的本质是被探测粒子与探测仪器的相互作用，没有相互作用就无法探测粒子，

只要有相互作用，粒子的原始状态就会发生变化。

因此，在双缝实验中，如果将探测器放置探测器，探测器将与光子相互作用，改变光子的状态，使光子只显示粒子而不显示波动性。

另一方面，在观察粒子时，粒子的状态没有改变是不可理解的！

因此，它与意识无关，一切都是非常自然和可以理解的。

4.最后，任何物理概念都应该具有明确的意义或共识的理解；任何物质的性质都来自实验，因此物质性质的判断应从实验现象出发；任何物理理论都有适用范围，因此在使用理论/概念时，我们应该注意它是否适用于讨论范围。

相信很多物理问题都能很好的解决和理解。


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